西安交大模电课件第1章半导体二极管及其应用学习资料

1、上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础西安交大模电课件第1章半导体二极管及其应用上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础平面结构平面结构立体结构立体结构SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi1. 本征半导体本征半导体本征半导体就是本征半导体就是完全纯净的完全纯净的半导体。半导体。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi共价键共价键价电子价电子上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi

2、SiSiSiSiSiSiSi本本征征激激发发产产生生电电子子和和空空穴穴自由电子自由电子空穴空穴上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi电子、空穴电子、空穴成对产生成对产生上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi电子、空穴电子、空穴成对产生成对产生电子、空穴电子、空穴成对复合成对复合上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础电子和空穴的

3、产生过程动画演示电子和空穴的产生过程动画演示上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 本征激发使本征激发使空穴空穴和和自由电子自由电子成对产生。成对产生。相遇相遇复合复合时，又时，又成对成对消失。消失。 小结：小结：空穴浓度（空穴浓度（np)=电子浓度电子浓度(nn)温度温度T一定时一定时np nn=K(T)K(T)与温度有关的常数与温度有关的常数上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi在在外外电电场场作作用用下下U上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSi

4、SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiU电电子子运运动动形形成成电电子子电电流流上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiU上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiU上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiU上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi

5、SiSiSiU价电子填补价电子填补空穴而使空空穴而使空穴移动，形穴移动，形成成空穴电流空穴电流上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1) 在半导体中有两种在半导体中有两种载流子载流子这就是这就是半导体和金属导电半导体和金属导电原理的原理的 本质区别本质区别。a. 电阻率大。电阻率大。2) 本征半导体的特点：本征半导体的特点：b. 导电性能随温度变化大。导电性能随温度变化大。小结：小结：带正电的带正电的空穴空穴带负电的带负电的自由电子自由电子本征半导体不能在半导体器件中直接使用本征半导体不能在半导体器件中直接使用上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2掺杂半导

6、体掺杂半导体 在在本征半导体本征半导体硅或锗中硅或锗中掺入微量掺入微量的其它适当的其它适当元素元素后后所形成的半导体。所形成的半导体。根据掺杂的不同，杂质半导体分为根据掺杂的不同，杂质半导体分为N型导型导体体P型导型导体体（1）N型半导体型半导体 掺入五价杂质元素（如磷、砷）的杂质半导体。掺入五价杂质元素（如磷、砷）的杂质半导体。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi掺入少量五价杂质元素磷掺入少量五价杂质元素磷P P上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiS

7、iSiSiSiSiSiSiSiSiSiP P多出多出一个一个电子电子出出现现了了一一个个正正离离子子上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +半导体中产生了大量的自由电子和正离子半导体中产生了大量的自由电子和正离子上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础N型半导体的形成过程型半导体的形成过程上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础c. 电子是多数载流子，简称多子电子是多数载流子，简称多子; ;空穴是少数载

8、流空穴是少数载流子，简称少子。子，简称少子。e. 因电子带负电，称这种半导体为因电子带负电，称这种半导体为N(negative)型或型或电子型半导体。电子型半导体。f. f. 掺入的杂质能给出电子，称为掺入的杂质能给出电子，称为施主施主杂质。杂质。a. N型半导体是在本征半导体中型半导体是在本征半导体中掺入少量五价杂质元掺入少量五价杂质元素形成的。素形成的。b. N型半导体型半导体产生了大量的产生了大量的( (自由）电子和正离子自由）电子和正离子。小结：小结：d. np nn=K(T)上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2) P型半导体型半导体 在本征半导体中掺入在本征半

9、导体中掺入三价杂质元素三价杂质元素，如硼等如硼等: :SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiB B上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiB B上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiB BSiSiSiSi出出现现了了一一个个空空位位上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiB BSiSiSiSi出出现现了了一一个个空空穴穴出出现现了了一一个个负负离

10、离子。子。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -半导体中产生了大量的空穴和负离子半导体中产生了大量的空穴和负离子上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础P型半导体的形成过程型半导体的形成过程上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础c. 空穴是多数载流子空穴是多数载流子, ,电子是少数载流子。电子是少数载流子。e. 因空穴带正电，称这种半导体为因空穴带正电，称这种半导体为p(positive)型或型或空

11、穴型半导体。空穴型半导体。f. 掺入的杂质能接受电子，称为掺入的杂质能接受电子，称为受主受主杂质。杂质。a. P型半导体是在本征半导体中型半导体是在本征半导体中掺入少量的三价掺入少量的三价杂质元素形成的。杂质元素形成的。b. P型半导体型半导体产生大量的空穴和负离子产生大量的空穴和负离子。小结：小结：d. np nn=K(T)上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础当掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可当掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可将将N型转型为型转型为P型；型；杂质半导体的转型：杂质半导体的转型：当掺入五价元素的密度大于三价元素的密度时，可当掺入五价元素的

12、密度大于三价元素的密度时，可将将P型转型为型转型为N N型型N P掺入三价元素掺入三价元素掺入五价元素掺入五价元素上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础小小 结结小小 结结多子多子电子电子少子少子空穴空穴P P型型电子密度电子密度 空穴密度空穴密度 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

13、 + + + + +以以N型半导体为基片型半导体为基片通过半导体扩散工艺通过半导体扩散工艺3. PN结的形成结的形成上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础使半导体的一边形成使半导体的一边形成N型区，另一边形成型区，另一边形成P型区型区N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技

14、术基础（1 1）在浓度差的作用下，电子从）在浓度差的作用下，电子从 N区区P向区扩散向区扩散N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础在浓度差的作用下，空穴从在浓度差的作用下，空穴从 P区向区向N区扩散区扩散N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

15、 + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础在浓度差的作用下，两边多子互相扩散。在在浓度差的作用下，两边多子互相扩散。在P P区和区和N N区区交界面上，留下了一层不能移动的正、负离子交界面上，留下了一层不能移动的正、负离子小结：小结：N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

16、+ + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结结空间电荷层空间电荷层N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基

17、础形成内电场形成内电场内电场方内电场方向向N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结结一方面阻碍多子的扩散一方面阻碍多子的扩散N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- -

18、-P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础另一方面另一方面加速少子的漂移加速少子的漂移N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础势垒

19、势垒U0形成电位势垒形成电位势垒N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础当扩散与漂移作用平衡时当扩散与漂移作用平衡时a. 流过流过PN结的净电流为零。结的净电流为零。b. PN结的厚度一定（约几个微米）。结的厚度一定（约几个微米）。c. 接触电势一定（约零点几伏）。接触电势一定（约零点

20、几伏）。N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结形成过程动画演示结形成过程动画演示上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础当当N区和区和P区的掺杂浓度不等时：区的掺杂浓度不等时：离子密离子密度大度大空间电荷空间电荷区的宽度区的宽度较窄较窄离子密离子密度小度小空间电

21、荷空间电荷区的宽度区的宽度较宽较宽高掺杂浓度区高掺杂浓度区域用域用N+表示表示+_PN+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.1.2 PN结的单向导电性结的单向导电性1PN结正向偏置结正向偏置 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE内内+ + + + + + +上页上页下页下页

22、后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE内内+ + + + + + +内电场被削弱内电场被削弱PN结变窄结变窄PN结呈现低阻、导通状态结呈现低阻、导通状态多子进行扩散多子进行扩散上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结正偏动画演示结正偏动画演示上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术

23、基础内电场增强内电场增强PN结变宽结变宽PN结呈现高阻、截止状态结呈现高阻、截止状态不利多子扩散不利多子扩散有利少子漂移有利少子漂移- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE内内+ + + + + + +2PN结反向偏置结反向偏置 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础此电流称为此电流称为反向饱和电流，记为反向饱和电流，记为IS。因少子浓度

24、主要与温度有关，反向因少子浓度主要与温度有关，反向电流与反向电压几电流与反向电压几乎无关。乎无关。- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE内内+ + + + + + +上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结反偏动画演示结反偏动画演示上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础总总 结结 势势 垒垒 PN结结 多子扩散多子

25、扩散 少子漂移少子漂移 状状 态态正正 偏偏 降低降低 薄薄 利利 不利不利 低阻低阻反反 偏偏 增高增高 厚厚 不利不利 利利 高阻高阻上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.1.3 PN结的电压与电流关系结的电压与电流关系)1(s TUueIi+_PN_ui上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础ISPN结反向饱和电流结反向饱和电流UT 热电压热电压)1(s TUueIi式中式中UT=KT qq电子电量电子电量T绝对温度绝对温度mV26 TU在室温（在室温（T=300K) )时，时，K玻耳兹曼常数玻耳兹曼常数其中其中上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基

26、础模拟电子技术基础（1）当）当u=0时，时， i = 0（3） 当当uUT时，时， i -IS讨论讨论：)1(s TUueIi（2）当）当u0，且，且uUT 时，时， TUueIis 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础思思 考考 题题1. 半导体中的载流子浓度主要与那些因素有关？半导体中的载流子浓度主要与那些因素有关？2. 温度升高，半导体的导电率如何变化？温度升高，半导体的导电率如何变化？3. 扩散电流与漂移电流的区别是什么？扩散电流与漂移电流的区别是什么？上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.1 半导体二极管的

27、结构和类型半导体二极管的结构和类型 二二极极管管就就是是一一个个封封装装的的PN结结平面型平面型点接触型点接触型引线引线触丝触丝外壳外壳N N型锗片型锗片N N型硅型硅阳极引线阳极引线PNPN结结阴极引线阴极引线金锑合金金锑合金底座底座铝合金小球铝合金小球上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础半导体二极管的外型和符号半导体二极管的外型和符号负极负极外型外型正极正极正极正极负极负极符号符号上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础上页上页下页下页后退后退

28、模拟电子技术基础模拟电子技术基础半导体二极管的类型半导体二极管的类型（1）按使用的半导体材料不同分为）按使用的半导体材料不同分为（2）按结构形式不同分）按结构形式不同分硅管硅管锗管锗管点接触型点接触型平面型平面型上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.2.2 半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性 硅管硅管00. 8反向特性反向特性正向特性正向特性击击穿穿特特性性mA/DiV/Du00. 8反向特性反向特性锗管锗管正向特性正向特性mA/DiV/DuuDiD)(DDufi 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1) 非线性非线性 整个正向特性曲整个正

29、向特性曲线近似地呈现为指数形式。线近似地呈现为指数形式。TSDUDueIi (2) 有死区有死区（iD0的区域）的区域）1正向特性正向特性死区电压约为死区电压约为硅管硅管0.5V锗管锗管0.1VOiD正向特性正向特性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3) 有压降有压降 导通后（即导通后（即uD大于死区电压后）大于死区电压后）TDTSDD1TDUiUeIdudiUu 管压降管压降uD 约为约为硅管硅管0.60 .8V锗管锗管0.20.3V取管压降取管压降uD 硅管硅管0.7V锗管锗管0.2VOiD正向特性正向特

30、性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD即即 uD升高升高， iD急剧急剧增大增大上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2反向特性反向特性 (BR)DUu （1）当当SDIi 时时，IS硅管硅管0.1 A锗管几十到几百锗管几十到几百 AOiD正向特性正向特性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2) 当当(BR)DUu 时时反向电流急剧增大反向电流急剧增大击穿的类型：击穿的类型：根据击穿可逆性分为根据击穿可逆性分为电击穿电击穿热击穿热击穿二极管发生反向击穿二极管发生反向击

31、穿OiD正向特性正向特性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础c. 降低反向电压，二极管仍能正常工作。降低反向电压，二极管仍能正常工作。PN结被烧坏，造成二极管的永久性损坏。结被烧坏，造成二极管的永久性损坏。二极管发生反向击穿后，如果二极管发生反向击穿后，如果a. 功耗功耗PD( = |UDID| )不大。不大。b. PN结的温度小于允许的最高结温结的温度小于允许的最高结温硅管硅管150200oC锗管锗管75100oC热击穿：热击穿：电击穿：电击穿：上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础a. 齐纳

32、击穿齐纳击穿 (3) 产生击穿的机理：产生击穿的机理：半导体的掺杂浓度高半导体的掺杂浓度高击穿电压低于击穿电压低于4V击穿电压具有负的温度系数击穿电压具有负的温度系数空间电荷区中就有较强的电场空间电荷区中就有较强的电场电场将电场将PN结的价电子从共价键中激发出来。结的价电子从共价键中激发出来。击穿的机理：击穿的机理：条件条件击穿的特点击穿的特点上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础半导体的掺杂浓度低半导体的掺杂浓度低击穿电压高于击穿电压高于6V击穿电压具有正的温度系数击穿电压具有正的温度系数空间电荷区中就有较强的电场空间电荷区中就有较强的电场电场使电场使PN结中的少子结中的少

33、子“碰撞电离碰撞电离”共价键中的价电共价键中的价电子子击穿的机理：击穿的机理：条件条件击穿的的特点击穿的的特点 (b) 雪崩击穿雪崩击穿上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础总总 结结 掺杂掺杂 PN 击穿击穿 温度温度 形成形成 浓度浓度 结结 电压电压 系数系数 原因原因齐齐 高高 薄薄 6V 正正 少子加速少子加速崩崩 碰撞电离碰撞电离上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.2.3 温度对半导体二极管特性的影响温度对半导体二极管特性的影响1. 当温度上升时，死区电压缩小，正向管压降降低。当温度上升时，死区电压缩小，正向管压降降低。uD/ T = （2

34、2.5）mV/。2. 温度升高温度升高，反向饱和电流增大。反向饱和电流增大。)(2)(0S10S0TITITT 即即 温度每升高温度每升高1C，管压降降低，管压降降低（22.5）mV即即 平均温度每升高平均温度每升高10C，反向饱和电流增大一倍，反向饱和电流增大一倍上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.2.4 半导体二极管的主要电参数半导体二极管的主要电参数1. 额定电流额定电流IF2. 反向击穿电压反向击穿电压U(BR)管子长期运行所允许通管子长期运行所允许通过的电流平均值。过的电流平均值。 二极管能承受的最高反二极管能承受的最高反向电压。向电压。OiD正向特性正向特性

35、击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础4. 反向电流反向电流IR3. 最高允许反向工作电压最高允许反向工作电压UR为了确保管子安全工作，所为了确保管子安全工作，所允许的最高反向电压。允许的最高反向电压。室温下加上规定的反向电室温下加上规定的反向电压测得的电流。压测得的电流。 OiD正向特性正向特性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uDUR=（1/22/3）U(BR)上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础5. 正向电压降正向电压降UF6. 最高工作频率最高工作频率fM指通过一

36、定的直流测试电流指通过一定的直流测试电流时的管压降。时的管压降。 当工作频率过高时，其当工作频率过高时，其单向导电性明显变差。单向导电性明显变差。 OiD正向特性正向特性击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)反向特性反向特性uD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础二极管的几种常用的模型二极管的几种常用的模型2） 电路符号电路符号1） 伏安特性伏安特性1. 理想二极管理想二极管+ +uDiDuDiDo理想特性理想特性实际特性实际特性上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2) 电路模型电路模型1） 伏安特性伏安特性2. 恒压模型恒压模型uDiDouF+ +

37、uDiDuF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2) 电路模型电路模型1） 伏安特性伏安特性3. 折线模型折线模型uDiDouthrD+ +uDiDuthrD上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2) 电路模型电路模型1） 伏安特性伏安特性4. 小信号动态模型小信号动态模型+ +udidrduDiDoUDrdIDQDDDDDDdIiUuiur 动态电阻动态电阻 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.3 半导体二极管的应用半导体二极管的应用1.3.1 在整流电路中的应用在整流电路中的应用整流整流：将交流电变成直流电的过程。：将交流电变成

38、直流电的过程。整流电路整流电路：完成整流功能的电路。：完成整流功能的电路。常见的整流电路有常见的整流电路有半波整流电路半波整流电路全波整流电路全波整流电路桥式整流电路桥式整流电路上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础设设tUu sin222 桥式整流电路桥式整流电路+_uOTRu2+_u1ab+_RLD1D2D4D3上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1. 工作原理工作原理a. 当当u20时时输出输出波形波形电流流动方向电流流动方向D1D2D4D3+_uOTRu2+_u1ab+_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础b. 当当u2 6

39、V管子出现雪崩击穿，管子出现雪崩击穿，U为正；为正；UZ 03U=0U0)LL PN+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础PN结变宽结变宽空间电荷层中空间电荷层中的电荷量增大的电荷量增大b. 当当PN结正向偏置电压降低时结正向偏置电压降低时PN结的偏置电压能使空间电荷层中电荷量发生变化。结的偏置电压能使空间电荷层中电荷量发生变化。这种电容效应用势垒电容这种电容效应用势垒电容CB表征。表征。U- U ( U0)LL PN+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础小结：小结：PN结的结电容结的结电容Cj当当PN结正偏时：结正偏时：DjCC BDCC Cj = C

40、D + CB 当当PN结反偏时结反偏时：BjCC DBCC 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础变容二极管的特点：变容二极管的特点：b. 电容量与所加的反向偏置电压的大小有关。电容量与所加的反向偏置电压的大小有关。a. 当二极管反向偏置时，因反向电阻为很大，当二极管反向偏置时，因反向电阻为很大， 可作电容使用。可作电容使用。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础变容二极管的符号及变容二极管的符号及C-U特性曲线特性曲线符号符号202406080100046810 12/VDu/pFCuDCC-U特性曲线特性曲线上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电

41、子技术基础2. 变容二极管及其应用示例变容二极管及其应用示例谐振频率：谐振频率：LCf 21 jj11CCCCC 式中式中高高频频放放大大器器LC1DCR+V+UDu1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于j1CC jj1j1CCCCCC j21LCf 故谐振频率故谐振频率高高频频放放大大器器LC1DCR+V+UDu1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础其它特种二极管：其它特种二极管： 发光二极管发光二极管上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础其它特种二极管：其它特种二极管：光敏二极管光敏二极管上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础思思 考考 题题1. 稳压管可以稳压的条件是什么？稳压管可以稳压的条件是什么？2. 稳压管稳压电路的特点是什么？稳压管稳压电路的特点是什么？3. 稳压管稳压电路中限流电阻的大小对电路的性能稳压管稳压电路中限流电阻的大小对电路的性能有何影响么？有何影响么？DZIZRLUOUIRIIO+_+_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例1 设图示电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的设图示电路